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Dynamic coalition formation mechanisms for enacting and sustaining cooperation in Multi-agent Systems (MAS)

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Dynamic coalition formation mechanisms for enacting and sustaining cooperation in Multi-agent Systems (MAS)

Peleteiro Ramallo, Ana Maria
 
DATE : 2014-05-30
UNIVERSAL IDENTIFIER : http://hdl.handle.net/11093/378
UNESCO SUBJECT : 1203.04 Inteligencia Artificial
DOCUMENT TYPE : doctoralThesis

ABSTRACT :

Las tecnologías wireless y móviles pueden contribuir al desarrollo de las ciudades y facilitar un transporte más eficiente y efectivo, como por ejemplo en áreas como la control del tráfico urbano y de carretera, administración eficiente de los viajes, comunicaciones vehículo a vehículo (V2V) y vehículo a infraestructura (V2I), la oficina móvil y la seguridad, la confianza y la privacidad. Las redes Vehículo a Vehículo (V2V) y Vehículo a Infraestructura (V2I) presentan un gran interés hoy en día. Estas redes están formadas por vehículos y sistemas fijos estructurales que se comunican con distintos fines, como pueden ser: la previsión o aviso de colisiones, información sobre el estado del tráfico o la carretera, etc. Son redes dinámicas, en las que la auto-organización ('Self-organization', que es una propiedad de un sistema que se organiza a sí mismo sin dirección, manipulación o control externo de tal manera que emerge un orden global a partir de interacciones locales) permitiría que no tuviese que haber una unidad central controlando las actividades y comunicaciones entre los ... [+]
Las tecnologías wireless y móviles pueden contribuir al desarrollo de las ciudades y facilitar un transporte más eficiente y efectivo, como por ejemplo en áreas como la control del tráfico urbano y de carretera, administración eficiente de los viajes, comunicaciones vehículo a vehículo (V2V) y vehículo a infraestructura (V2I), la oficina móvil y la seguridad, la confianza y la privacidad. Las redes Vehículo a Vehículo (V2V) y Vehículo a Infraestructura (V2I) presentan un gran interés hoy en día. Estas redes están formadas por vehículos y sistemas fijos estructurales que se comunican con distintos fines, como pueden ser: la previsión o aviso de colisiones, información sobre el estado del tráfico o la carretera, etc. Son redes dinámicas, en las que la auto-organización ('Self-organization', que es una propiedad de un sistema que se organiza a sí mismo sin dirección, manipulación o control externo de tal manera que emerge un orden global a partir de interacciones locales) permitiría que no tuviese que haber una unidad central controlando las actividades y comunicaciones entre los coches, y que fuesen ellos mismos los que se organizasen en la creación de redes de comunicaciones móviles ad-hoc, llegando así a un comportamiento global en el que se mejorasen las condiciones del tráfico, la seguridad y la comodidad de los conductores. Hoy en día, muchas aplicaciones y sistemas están compuestos de múltiples entidades que deben coordinarse para proporcionar soluciones. Esto se conoce como un Sistema Multi-agente (MAS), es decir, un grupo de agentes que interactúan para intentar resolver un problema. La idea es usar Auto-organización para que estos agentes alcancen sus fines y el del sistema, ya que cuanto mayor sea la escala del mismo, se hace más difícil controlar a los agentes o piezas que lo componen. En las interacciones entre los agentes, no se puede asumir que todos son siempre fiables y sinceros, ya que podrían falsear sus valoraciones por razones particulares. Por esto los sistemas de reputación, que estudian la percepción que un agente tiene de las intenciones y normas de otros, está recibiendo una mayor atención en disciplinas como la economía, los sistemas multi-agente, los sistemas en línea y de recomendación. Los objetivos que se plantean en este trabajo doctoral son los siguientes: - Elaboración de un estado del arte preciso en los ámbitos de redes vehiculares móviles, Auto-organización, Sistemas Multi-agente y reputación para una mayor comprensión del contexto a abordar. - Diseño de un esquema de Auto-organización que sea aplicable a la organización de las comunicaciones en redes móviles vehiculares y extensible a otros dominios. - Optimización de redes de comunicaciones móviles ad-hoc auto-organizadas. - Diseño y validación de arquitecturas Multi-agente para desarrollar nuevos servicios telemáticos sobre las redes móviles vehiculares auto-organizadas. Además del contexto principal en el que se ubica esta tesis doctoral, que es el de las comunicaciones vehiculares, existen una gran variedad de ámbitos de la telemática en los que se pueden aplicar la Auto-organización, los Sistemas Multi-agente, la reputación y la computación evolutiva para resolver problemas. Entre ellos podemos citar las redes de sensores, ya sean móviles o estáticas, las comunicaciones peer-to-peer (P2P), las redes sociales, las búsquedas distribuidas en Internet, la navegación GPS distribuida, sistemas de localización, la mejora de los sistemas de gestión de tráfico, etc. Las redes móviles adhoc, en especial las redes vehiculares, son un tema candente en los sistemas de Transporte Inteligente. Los vehículos del futuro tendrán la habilidad de comunicarse unos con otros y con sistemas de carretera para diseminar distintas informaciones de las condiciones de conducción (congestión, condiciones de la calzada y accidentes), así como servicios más orientados al ocio, como pueden ser negocios cercanos, información turística. Debido a que la Auto-organización todavía es un área relativamente nueva, hay pocos métodos formales (ADELFE o el de De Wolf), basándose la mayoría de las aproximaciones en la imitación de la naturaleza y los comportamientos sociales. Además, la necesidad de realizar un esquema en el que los agentes se organicen a sí mismos a partir de las interacciones locales, junto con las necesidades de las redes vehiculares anteriormente comentadas, hace que las posibilidades de investigación en esta área sean muy grandes. [-]
 
As tecnoloxías wireless e móbiles poden contribuír ao desenvolvemento das cidades e facilitar un transporte máis eficiente e efectivo, por exemplo en áreas como a control do tráfico urbano e de estrada, administración eficiente das viaxes, comunicacións vehículo a vehículo (V2V) e vehículo a infraestrutura (V2I), a oficina móbil e a seguridade, a confianza e a privacidade. As redes Vehículo a Vehículo (V2V) e Vehículo a Infraestrutura (V2I) presentan un gran interese hoxe en día. Estas redes están formadas por vehículos e sistemas fixos estruturais que se comunican con distintos fins, como poden ser: a previsión ou aviso de colisións, información sobre o estado do tráfico ou a estrada, etc. Son redes dinámicas, nas que a auto-organización ('Self-organization', que é unha propiedade dun sistema que se organiza a si mesmo sen dirección, manipulación ou control externo de tal xeito que emerxe unha orde global a partir de interaccións locais) permitiría que non tivese que haber unha unidade central controlando as actividades e comunicacións entre os coches, e que fosen eles mesmos ... [+]
As tecnoloxías wireless e móbiles poden contribuír ao desenvolvemento das cidades e facilitar un transporte máis eficiente e efectivo, por exemplo en áreas como a control do tráfico urbano e de estrada, administración eficiente das viaxes, comunicacións vehículo a vehículo (V2V) e vehículo a infraestrutura (V2I), a oficina móbil e a seguridade, a confianza e a privacidade. As redes Vehículo a Vehículo (V2V) e Vehículo a Infraestrutura (V2I) presentan un gran interese hoxe en día. Estas redes están formadas por vehículos e sistemas fixos estruturais que se comunican con distintos fins, como poden ser: a previsión ou aviso de colisións, información sobre o estado do tráfico ou a estrada, etc. Son redes dinámicas, nas que a auto-organización ('Self-organization', que é unha propiedade dun sistema que se organiza a si mesmo sen dirección, manipulación ou control externo de tal xeito que emerxe unha orde global a partir de interaccións locais) permitiría que non tivese que haber unha unidade central controlando as actividades e comunicacións entre os coches, e que fosen eles mesmos os que se organizasen na creación de redes de comunicacións móbiles ad-hoc, chegando así a un comportamento global no que se mellorasen as condicións do tráfico, a seguridade e a comodidade dos condutores. Hoxe en día, moitas aplicacións e sistemas están compostos de múltiples entidades que deben coordinarse para proporcionar solucións. Isto coñécese como un Sistema Multi-axente (MAS), é dicir, un grupo de axentes que interactúan para intentar resolver un problema. A idea é usar Auto-organización para que estes axentes alcancen os seus fins e o do sistema, xa que canto maior sexa a escala do mesmo, faise máis difícil controlar aos axentes ou pezas que o compón. Nas interaccións entre os axentes, non se pode asumir que todos son sempre fiables e sinceros, xa que poderían falsear as súas valoracións por razóns particulares. Por isto os sistemas de reputación, que estudan a percepción que un axente ten das intencións e normas doutros, está recibindo unha maior atención en disciplinas como a economía, os sistemas multi-axente, os sistemas en liña e de recomendación. Os obxectivos que se expón neste traballo doutoral son os seguintes: - Elaboración dun estado da arte precisa nos ámbitos de redes vehiculares móbiles, Auto-organización, Sistemas Multi-axente e reputación para unha maior comprensión do contexto a abordar. - Deseño dun esquema de Auto-organización que sexa aplicable á organización das comunicacións en redes móbiles vehiculares e extensible a outros dominios. - Optimización de redes de comunicacións móbiles ad-hoc auto-organizadas. - Deseño e validación de arquitecturas Multi-axente para desenvolver novos servizos telemáticos sobre as redes móbiles vehiculares auto-organizadas. Ademais do contexto principal no que se sitúa esta tese doutoral, que é o das comunicacións vehiculares, existen unha gran variedade de ámbitos da telemática nos que se poden aplicar a Auto-organización, os Sistemas Multi-axente, a reputación e a computación evolutiva para resolver problemas. Entre eles podemos citar as redes de sensores, xa sexan móbiles ou estáticas, as comunicacións peer-to-peer (P2P), as redes sociais, as procuras distribuídas en Internet, a navegación GPS distribuída, sistemas de localización, a mellora dos sistemas de xestión de tráfico, etc. As redes móbiles adhoc, en especial as redes vehiculares, son un tema candente nos sistemas de Transporte Intelixente. Os vehículos do futuro terán a habilidade de comunicarse uns con outros e con sistemas de estrada para diseminar distintas informacións das condicións de condución (conxestión, condicións da calzada e accidentes), así como servizos máis orientados ao lecer, como poden ser negocios próximos, información turística. Debido a que a Auto-organización aínda é un área relativamente nova, hai poucos métodos formais (ADELFE ou o de De Wolf), baseándose a maioría das aproximacións na imitación da natureza e os comportamentos sociais. Ademais, a necesidade de realizar un esquema no que os axentes organícense a si mesmos a partir das interaccións locais, xunto coas necesidades das redes vehiculares anteriormente comentadas, fai que as posibilidades de investigación nesta área sexan moi grandes. [-]

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